પેલ્ટિયર ઘટના

પેલ્ટિયર ઘટના : ભિન્ન પ્રકારની ધાતુઓના બનેલા થરમૉકપલમાં બહારથી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર કરતાં તેના એક જોડાણ(junction)ની ગરમ થવાની અને બીજા જોડાણની ઠંડા પડવાની ઘટના. ગરમ જોડાણ આગળ ઉષ્ણતા ઉદ્ભવે છે અને ઠંડા જોડાણ આગળ ઉષ્ણતા શોષાય છે. આ ઘટનાને પેલ્ટિયર ઘટના કહે છે. 1834માં પેલ્ટિયરે આ ઘટના શોધી.

ઉપરની આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ, Cu-Feના બનેલા થરમૉકપલના પરિપથમાં વિદ્યુતકોષ (E) જોડી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર કરતાં જે જોડાણ આગળ વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા Cu → Fe તરફ હોય તે જોડાણ (A) ઠંડું પડે છે, અને જે જોડાણ આગળ વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા Fe → Cu તરફ હોય તે જોડાણ (B) ગરમ થાય છે. વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા ઉલટાવતાં A જોડાણ ગરમ થાય છે અને B જોડાણ ઠંડું પડે છે.

પેલ્ટિયર ઘટનામાં શોષાતી કે ઉદ્ભવતી ઉષ્ણતા અતિઅલ્પ પ્રમાણમાં હોવાથી તાપમાન-માપક વડે પ્રત્યક્ષ નોંધી શકાતી નથી; પરંતુ થરમૉકપલનાં જોડાણો આગળ સમાન અવરોધનો પ્લૅટિનમ તાર વીંટાળી વ્હિસ્ટન બ્રિજની મદદથી આ ઘટનાની ચકાસણી કરી શકાય છે.

પેલ્ટિયર ઉત્ક્રમણીય ઘટના છે. ઉદ્ભવતી કે શોષાતી ઉષ્ણતા થરમૉકપલના જોડાણ આગળના અવરોધ પર આધાર રાખતી નથી, પરંતુ તેમાંથી પસાર થતા વિદ્યુતપ્રવાહના મૂલ્યના સમપ્રમાણમાં હોય છે.

દરેક ધાતુમાં વત્તાઓછા પ્રમાણમાં મુક્ત ઇલેક્ટ્રૉન હોય છે. જ્યારે બે ધાતુઓ એકબીજાના સંપર્કમાં આવે ત્યારે જે ધાતુમાં મુક્ત ઇલેક્ટ્રૉનની સંખ્યા વધુ હોય તે ધાતુમાંથી બીજી ધાતુમાં ઇલેક્ટ્રૉનનું સ્થાનાન્તર થાય છે. પરિણામે જોડાણ આગળ વિદ્યુત-સ્થિતિમાનનો તફાવત ઉત્પન્ન થાય છે. આ પ્રકારના વિદ્યુતચાલક બળને પેલ્ટિયર વિદ્યુતચાલક બળ (π) કહે છે, જેનું મૂલ્ય જોડાણના નિરપેક્ષ તાપમાન પર આધાર રાખે છે. તેની દિશા સીબેક શ્રેણીમાં પહેલી આવતી ધાતુમાંથી પછી આવતી ધાતુ તરફ હોય છે. Cu → Fe થરમૉકપલમાં પેલ્ટિયર વીજચાલક બળની દિશા Cuથી Fe તરફની હોય છે.

થરમૉકપલમાં બહારથી લગાડેલા વિદ્યુત-ચાલક બળની દિશા જે જોડાણ આગળ પેલ્ટિયર વિદ્યુતચાલક બળ(π)ની દિશામાં હોય તે જોડાણ આગળથી વિદ્યુતભાર q પસાર થતાં π  q જેટલી કાર્યઊર્જા અથવા  જેટલી ઉષ્ણતા શોષાય છે, તેથી તે જોડાણ ઠંડું પડે છે. આથી ઊલટું, જે જોડાણ આગળ બાહ્ય વિદ્યુતચાલક બળની દિશા પેલ્ટિયર વિદ્યુતચાલક બળની વિરુદ્ધ દિશામાં હોય તે જોડાણને કાર્યશક્તિ અર્થાત્ ઉષ્ણતા મળે છે; પરિણામે તે જોડાણ ગરમ થાય છે.

શશીધર ગોપેશ્ર્વર ત્રિવેદી